应用化学毕业论文开题报告-新型铜离子荧光探针的合成及性质研究

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1、毕业设计(论文)开题报告题目新型铜离子荧光探针的合成及性质研究学院化学与化工学院专业及班级应用化学1101班姓名王彩花学号1115020104指导教师李侃社、李锦、闫兰英、牛红梅、康洁、朱雪丹、陈创前、章结兵日期2015年03月27日西安科技大学毕业设计(论文)开题报告题目新型铜离子荧光探针的合成及性质研究选题类型基础研究一、选题背景1.1荧光荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退出激发态并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立

2、即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。产生荧光的条件是：物质分子必须具备吸收特征频率的生色基团的结构。1.2荧光探针荧光探针(fluorescenceprobes)就是荧光染色试剂，是能在外在光源激发下发射出一定波长可见光的一类有机化合物。荧光分子经过特殊的设计，能够选择性识别待测物，再将这种识别信息转换成荧光信号传递给外界，具有这种功能的分子就是荧光分子探针。荧光的发现是在十六世纪中叶，西班牙科学家Monardes最早记录了荧光现象，而真正把荧光法应用于分析检测却是300多年后的事情。1987年，诺贝尔奖获得者莱恩教授提出了“超分子化学”，即分子自组装现现象，这是一种基于分子识别，

3、主客体相结合并产生某种特定的新功能的过程。正是基于这种分子识别的思想，人们将荧光信号与识别过程结合了起来，提出了分子荧光探针的概念。分子荧光探针通常由荧光团(fluorophore)、间隔基团(spacer)、识别基团(receptorunit)三部分组成。荧光团起到信号转换作用，将识别信息装换成可以记录测量的光学信号，不同的荧光团，它的最大发射波长不同，发光强度和Stocks位移也不同，常见的荧光团有：稠环化合物，香豆素化合物，荧光素化合物，罗丹明化合物，花菁化合物等。识别基团一般通过弱相互作用，如氢键、配位键、静电引力、分子间范德华力等结合客体，实现荧光探针的专性识别。间隔基团连接了荧

4、光团和识别基团，使整个荧光探针成为一个有机整体。金属离子荧光分子探针，则是指能和体系中存在的某种特定金属离子发生作用，并且通过荧光信号的变化反应出该种金属离子的浓度信息的荧光分子探针即选择性识别离子并将识别信息转换为荧光的形式。当识别基团和被分析物结合后，导致荧光团所处的环境的变化，具体表现为荧光团部分发色荧光猝灭或增强（荧光化学探针），或者颜色产生变化（比色化学探针），这是最常见的探针工作原理。荧光分子探针由于其灵敏度高，无需参比，不受电场、磁场的影响、易于通过光纤实现远程实时、在线自动监测等优点而极为引人注目。1.3铜离子荧光探针　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

5、　　　　　　　1.3.1发展背景及研究意义随社会科技的发展铜元素作为生物体内所必需的一种微量重金属元素和必需的营养素在各个领域受到了广泛的关注，其在细胞中的含量仅次于锌和铁，在各种有机体的基本生理过程中发挥着重要作用，铜离子在生物体内的含量很小，但铜缺乏可导致生长和代谢的紊乱，铜离子的含量过多同样也会对生物体产生巨大的毒害作用。体内的铜离子代谢平衡受到破坏会导致神经退行性疾病的发生，例如缅克斯综合症、威尔森氏综合症、家族性肌萎缩症和阿尔茨海默氏症等疾病。因此，寻求一种快速灵敏简便的铜离子检测方法在生物研究和医学诊断中具有重要的意义。金属离子与生命科学、环境科学、医学等领域有着密不可分的联系

6、，对其识别和检测是化学、生物学、临床生物学及环境学众多研究领域的热点课题。目前，检测Cu2+已知的主要方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电化学法、荧光光谱法等。其中荧光法因检出限低、操作简单和高选择性，已得到了广泛的关注。它是一类能特异性识别目标分子并适合直接检测或带有可检测标记物的高效探测试剂,随着21世纪生命科学的迅猛发展，在揭示和了解生命的奥秘、疾病的诊断与治疗、环境监测等重要科学研究领域，对光学探针技术提出了大量崭新的课题，目前主要集中在蛋白质、核酸和多肤等生物大分子分析，生物药物分析，超痕量和超微量生物活性物质分析等。由于二价铜离子是d轨道结构顺磁性离子，对荧光具有较强的猝灭

7、性，大多数报道的铜离子荧光分子探针都是猝灭型的，在探针识别客体时荧光猝灭不利于高通量信号输出，所以开发高灵敏、高选择性的荧光增强型铜离子荧光分子探针具有重要意义。在近几年中，文献报道了多种基于不同检测机理的铜离子荧光探针，基于化学反应机理的铜离子荧光探针引起了人们的极大关注。和其他方法相比，荧光探针具有高选择性、灵敏度、实时监控、方法简便、取量少等优点，现已被广泛应用于环境监测、水质和土壤分析、临床化验、海洋考察、工业流